Создание рельефа в Houdini: heightfield, маски и scatter

В официальной документации Houdini рабочий процесс создания рельефа начинается с базового heightfield, который затем детализируют с помощью масок и scatter. Такой подход помогает отдельно настраивать топографию, зоны озеленения и распределение объектов в архитектурном окружении. В документации указано, что узел Heightfield Mask by Feature доступен начиная с Houdini 16.0, а HeightField Scatter — с 17.0. Далее описаны функции узлов согласно документации.

1. Создайте базовый heightfield

1. Откройте меню Tab на уровне obj в Houdini и создайте Geometry OBJ. Перейдите внутрь, чтобы работать в сети SOP.

2. Добавьте HeightField SOP. Этот узел создаёт плоскую основу рельефа, центрированную в начале координат сцены и расположенную в плоскости XZ.

3. Задайте масштаб с помощью Size, а разрешение — через Grid Spacing. В документации размер по умолчанию составляет 1000 на 1000 метров. Стандартный шаг сетки 2 метра создаёт 500 на 500 ячеек. Более мелкий шаг может дать больше деталей, однако документация говорит лишь о том, что этот параметр задаёт разрешение рельефа, и не приводит конкретных данных о влиянии на производительность.

4. Добавьте HeightField Noise SOP и подключите heightfield к его первому входу. Параметр Amplitude задаёт масштаб изменения высоты, а Element Size — размер узора шума. Малое значение Element Size даёт более частые и острые детали, большое — более гладкую поверхность. Меняйте Roughness небольшими шагами: документация рекомендует шаги по 0,05 и отмечает, что этот параметр чувствителен.

Heightfield работает не как обычная полигональная сетка: высота хранится в двумерной сетке. Благодаря слоям основную форму рельефа и добавленные позднее элементы можно редактировать независимо, временно скрывать или добавлять новые слои. Основной слой обычно называется height, а слой маски — mask.

2. Задайте области рельефа с помощью масок

1. Чтобы эффект применялся только к определённым областям, создайте маску. В официальном общем руководстве в качестве примера предлагается поместить узел HeightField Mask Noise SOP между HeightField SOP и HeightField Noise SOP. Подключите выход узла маски ко второму входу noise-узла. Красным цветом на маске обозначены области, на которые будет воздействовать шум.

2. Для работы с более осмысленными критериями рельефа используйте HeightField Mask by Feature. В этом узле можно по отдельности включить критерии уклона, высоты, кривизны, направления и окклюзии. Например, выбор областей с уклоном выше заданного значения или в определённом диапазоне высот позволяет определить, какие части поверхности будут участвовать в обработке. Если включено несколько критериев, результат представляет собой пересечение масок критериев.

3. При объединении маски с существующей выберите режим Combine with Existing в зависимости от задачи. Replace заменяет старую маску новой; режимы Add, Subtract, Multiply, Maximum и Minimum объединяют значения разными способами. В режиме Blend значение 0 сохраняет старую маску, 1 использует новую, а 0,5 смешивает их поровну. Учтите: если ни один критерий не включён, узел заполнит маску значением 1.

3. Преобразуйте маску в распределение с помощью scatter

1. В узле HeightField Scatter укажите в поле Mask Layer имя нужной маски. Выберите метод распределения: Coverage задаёт, какую долю области маски покроют точки; Density — количество точек на квадратный метр; Total Point Count — точное общее количество создаваемых точек.

2. Чтобы уменьшить кластеризацию точек, можно включить Relax Points. Увеличение Iterations может сделать распределение равномернее, но замедлить процесс; кроме того, после достижения достаточной равномерности дополнительные итерации могут не дать заметной пользы. Max Points служит ограничением безопасности, а не гарантией конкретного количества точек. Если нужно точное число, выберите метод Total Point Count.

3. Геометрию, которую нужно разместить на рельефе, можно подключить к третьему входу; при включённом параметре Instance on New Points узел разместит её в созданных точках. Для ориентации доступны варианты, позволяющие выравнивать точки по нормалям рельефа или поворачивать их в соответствии с уклоном. Чтобы сохранить одинаковое случайное распределение, оставьте значение Global Seed неизменным: согласно документации, один и тот же seed даёт тот же результат scatter.

Это значения по умолчанию или примеры из документации; их не следует считать итоговыми настройками, рекомендованными для любого проекта.

Как это влияет на рабочий процесс архитектурной визуализации

Этот метод полезен архитекторам, дизайнерам интерьеров и специалистам по archviz, которым нужно создавать рельеф не как единую поверхность, а как набор управляемых областей и распределений. Маски уклона или высоты позволяют выбрать области для детализации, а scatter — размещать в них объекты по точкам. Однако в документации не приводятся данные по конкретным моделям растений, времени рендера или требованиям к оборудованию.

Поскольку heightfield строится на двумерной сетке, у него есть ограничения при работе с вертикальными поверхностями. Если на вертикальных участках нужны детали, документация предлагает эродировать рельеф или преобразовать его в реальную геометрию. Karma CPU и Karma XPU поддерживают heightfield. При переносе в Solaris преобразование может выполняться автоматически, но ручная конвертация даёт больше контроля в таких случаях, как запекание цвета и слоёв в рельеф.

Распространённые ошибки

• Ждать результата от HeightField Mask by Feature, не включив ни одного критерия: в этом случае маска заполняется значением 1.

• Считать Max Points точным числом точек scatter: документация указывает, что это только верхний предел, а фактическое количество может быть меньше.

• Указывать неправильное имя слоя маски: значение Mask Layer в узле scatter должно совпадать с именем слоя в heightfield.

• Предполагать, что heightfield сможет детально представить вертикальные поверхности: эта структура хранит данные о высоте в 2D-сетке и ограничена при работе с вертикальными участками.

Примечание о версиях: в документации для Heightfield Mask by Feature указано «Since 16.0», а для HeightField Scatter — «Since 17.0». На общей странице heightfields конкретный номер версии не указан, поэтому утверждения о версиях других узлов не добавлены.